Semi-automatic registration of 3D orthodontics models from photographs

International audienceIn orthodontics, a common practice used to diagnose and plan the treatment is the dental cast. After digitization by a CT-scan or a laser scanner, the obtained 3D surface models can feed orthodontics numerical tools for computer-aided diagnosis and treatment planning. One of the pre-processing critical steps is the 3D registration of dental arches to obtain the occlusion of these numerical models. For this task, we propose a vision based method to automatically compute the registration based on photos of patient mouth. From a set of matched singular points between two photos and the dental 3D models, the rigid transformation to apply to the mandible to be in contact with the maxillary may be computed by minimizing the reprojection errors. During a precedent study, we established the feasibility of this visual registration approach with a manual selection of singular points. This paper addresses the issue of automatic point detection. Based on a priori knowledge, histogram thresholding and edge detection are used to extract specific points in 2D images. Concurrently, curvatures information detects 3D corresponding points. To improve the quality of the final registration, we also introduce a combined optimization of the projection matrix with the 2D/3D point positions. These new developments are evaluated on real data by considering the reprojection errors and the deviation angles after registration in respect to the manual reference occlusion realized by a specialist. © (2013) COPYRIGHT Society of Photo-Optical Instrumentation Engineers (SPIE). Downloading of the abstract is permitted for personal use only

Mètode d'extracció multiparamètrica de característiques de textura orientat a la segmentació d'imatges

Tal com es veurà en el següent capítol d'antecedents, existeixen formes molt variades d'afrontar l'anàlisi de textures però cap d'elles està orientada al càlcul en temps real (video rate). Degut a la manca de mètodes que posin tant d'èmfasi en el temps de processat, l'objectiu d'aquesta tesi és definir i desenvolupar un nou mètode d'extracció de característiques de textura que treballi en temps real. Per aconseguir aquesta alta velocitat d'operació, un altre objectiu és presentar el disseny d'una arquitectura específica per implementar l'algorisme de càlcul dels paràmetres de textura definits, així com també l'algorisme de classificació dels paràmetres i la segmentació de la imatge en regions de textura semblant.En el capítol 2 s'expliquen els diversos mètodes més rellevants dins la caracterització de textures. Es veuran els mètodes més importants tant pel que fa als enfocaments estadístics com als estructurals. També en el mateix capítol se situa el nou mètode presentat en aquesta tesi dins els diferents enfocaments principals que existeixen. De la mateixa manera es fa una breu ressenya a la síntesi de textures, una manera d'avaluar quantitativament la caracterització de la textura d'una imatge. Ens centrarem principalment, en el capítol 3, en l'explicació del mètode presentat en aquest treball: s'introduiran els paràmetres de textura proposats, la seva necessitat i definicions. Al ser paràmetres altament perceptius i no seguir cap model matemàtic, en aquest mateix capítol s'utilitza una tècnica estadística anomenada anàlisi discriminant per demostrar que tots els paràmetres introdueixen suficient informació per a la separabilitat de regions de textura i veure que tots ells són necessaris en la discriminació de les textures.Dins el capítol 4 veurem com es tracta la informació subministrada pel sistema d'extracció de característiques per tal de classificar les dades i segmentar la imatge en funció de les seves textures. L'etapa de reconeixement de patrons es durà a terme en dues fases: aprenentatge i treball. També es presenta un estudi comparatiu entre diversos mètodes de classificació de textures i el mètode presentat en aquesta tesi; en ell es veu la bona funcionalitat del mètode en un temps de càlcul realment reduït. S'acaba el capítol amb una anàlisi de la robustesa del mètode introduint imatges amb diferents nivells de soroll aleatori. En el capítol 5 es presentaran els resultats obtinguts mitjançant l'extracció de característiques de textura a partir de diverses aplicacions reals. S'aplica el nostre mètode en aplicacions d'imatges aèries i en entorns agrícoles i sobre situacions que requereixen el processament en temps real com són la segmentació d'imatges de carreteres i una aplicació industrial d'inspecció i control de qualitat en l'estampació de teixits. Al final del capítol fem unes consideracions sobre dos efectes que poden influenciar en l'obtenció correcta dels resultats: zoom i canvis de perspectiva en les imatges de textura.En el capítol 6 es mostrarà l'arquitectura que s'ha dissenyat expressament per al càlcul dels paràmetres de textura en temps real. Dins el capítol es presentarà l'algorisme per a l'assignació de grups de textura i es demostrarà la seva velocitat d'operació a video rate.Finalment, en el capítol 7 es presentaran les conclusions i les línies de treball futures que es deriven d'aquesta tesi, així com els articles que hem publicat en relació a aquest treball i a l'anàlisi de textures. Les referències bibliogràfiques i els apèndixs conclouen el treball

LANDSAT-D investigations in snow hydrology

Work undertaken during the contract and its results are described. Many of the results from this investigation are available in journal or conference proceedings literature - published, accepted for publication, or submitted for publication. For these the reference and the abstract are given. Those results that have not yet been submitted separately for publication are described in detail. Accomplishments during the contract period are summarized as follows: (1) analysis of the snow reflectance characteristics of the LANDSAT Thematic Mapper, including spectral suitability, dynamic range, and spectral resolution; (2) development of a variety of atmospheric models for use with LANDSAT Thematic Mapper data. These include a simple but fast two-stream approximation for inhomogeneous atmospheres over irregular surfaces, and a doubling model for calculation of the angular distribution of spectral radiance at any level in an plane-parallel atmosphere; (3) incorporation of digital elevation data into the atmospheric models and into the analysis of the satellite data; and (4) textural analysis of the spatial distribution of snow cover

Automated image inspection using wavelet decomposition and fuzzy rule-based classifier

A general purpose image inspecting system has been developed for automatic flaw detection in industrial applications. The system has a general purpose image understanding architecture that performs local feature extraction and supervised classification. Local features of an image are extracted from the compactly supported wavelet transform of the image. The features extracted from the wavelet transform provide local harmonic analysis and multi-resolution representation of the image. Image segmentation is achieved by classifying image pixels based on features extracted within a local area near each pixel. The supervised classifier used in the segmentation process is a fuzzy rule-based classifier which is established from the training data. The fuzzy rule base that is used to control the performance of the classifier is optimized by combining similar training data into the same rule. Therefore an optimization is achieved for the established rule base to provide the maximum amount of information with the minimum amount of rules. The experimental results show that the features extracted from the wavelet decomposition give contextual information for the test images. The optimized fuzzy rule-based classifier gives the best performance in both the training and the classification stages. Flaws in the test images are detected automatically by the computer

Designing an orientation finding algorithm using human visual data

Thesis (M.S.)--Massachusetts Institute of Technology, Program in Media Arts & Sciences, 1993.Includes bibliographical references (leaves 136-140).by Mojgan Monika Gorkani.M.S